ES2252695T3 - Procedimiento para la conversion de direcciones en redes de paquetes y elemento de control para redes de comunicacion. - Google Patents
Procedimiento para la conversion de direcciones en redes de paquetes y elemento de control para redes de comunicacion.Info
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Abstract
Procedimiento para la conversión de direcciones para un enlace de datos útiles (NV) controlado mediante un enlace de señalización (SV) - entre una primera red de comunicaciones (N1), que sólo presenta direcciones válidas dentro de la primera red (N1) y una segunda red de comunicaciones (N2), - partiendo una solicitud de enlace de un primer elemento de red (NE1) dispuesto en la primera red (N1), al que está asignada una primera dirección (A1), teniendo como objetivo la solicitud de enlace una comunicación con un segundo elemento de red (NE2) que puede alcanzarse a través de la segunda red (N2), al cual está asignada una segunda dirección (A2) y conduciéndose la solicitud de enlace primeramente a un elemento de control (S) de la primera red (N1).
Description
Procedimiento para la conversión de direcciones
en redes de paquetes y elemento de control para redes de
comunicaciones.
Los modernos protocolos de redes de paquetes, por
ejemplo el protocolo de Internet IP, utilizan para el
direccionamiento de los aparatos terminales y el enrutado de los
paquetes de datos entre el origen y el destino las mismas
direcciones, formadas para el protocolo de Internet por dirección IP
y número de puerto UDP/TCP (UDP = User Datagram Protocol, TCP =
Transmission Control Protocol). Esto facilita la comunicación global
y la alcanzabilidad, pero consume una cantidad muy grande de
direcciones globales, es decir, inequívocas a nivel mundial.
En la práctica se utilizan por lo tanto a menudo
procedimientos para la reducción de la cantidad de direcciones
globales necesarias para la comunicación a nivel mundial. Se forman
redes locales con direcciones privadas, sólo inequívocas a nivel
local y sólo válidas a nivel local. Para redes IP que se basan en IP
versión 4 (IPv4) se definen en IETF RFC 1918 zonas de direcciones
para redes privadas. Otra IETF RFC está en preparación y
actualmente disponible como borrador bajo el título
"Special-Use IPv4 Addresses". El nombre del
fichero del borrador actual versión 3 se llama
"draft-iana-special-ipv4-03.txt".
Este borrador versión 3 puede obtenerse en Internet entre otros en
la IETF.
La comunicación por toda la red precisa, cuando
se utilizan redes privadas o bien locales, la conversión de las
direcciones locales en otras direcciones locales o bien globales.
Este procedimiento se llama a continuación conversión de
direcciones. En la práctica se utiliza también la conversión de
direcciones para asegurar la red propia frente a accesos no
autorizados desde el exterior.
La conversión de direcciones se utiliza
frecuentemente en las redes IP ampliamente extendidas hoy día. En
este entorno especial, es decir, en la interconexión de redes IP, se
denomina Network Address Translation NAT o Network Port Address
Translation NPAT y se define en IETF RFC 1631. NAT o bien NPAT se ha
acreditado para la comunicación de datos entre aparatos terminales
y servidores.
Las modernas redes de paquetes son adecuadas
tanto para la comunicación en tiempo real, como por ejemplo voz,
como también para la transmisión de datos sin exigencias del tiempo
real. La comunicación en tiempo real en redes de paquetes funciona
por lo general según el principio de la separación de control de
enlace y control de canal útil. Se utilizan por lo tanto,
contrariamente a en la red telefónica tradicional, al menos en el
nivel lógico distintos elementos de red para el control del enlace y
para el control de canal útil. El control del enlace lo asumen
elementos de control especializados, que comunican con aparatos
terminales, Media Gateways, concentradores de acceso, servidores
multimedia y otros elementos de red y naturalmente comunican también
entre sí.
Para el caso de aplicación de la comunicación de
voz y multimedia, se llaman también estos elementos de control
especializados a menudo conmutadores de soft
(Soft-Switches). Los conmutadores de soft apoyan, en
función del entorno y del caso de aplicación, los más diversos
procedimientos y protocolos para el control de enlaces, por ejemplo
Session Initiation Protocol SIP, Bearer Independent Call Control
BICC, ITU-T H.323, ITU-T H.248 o
Media Gateway Control Protocol MGCP.
Todos estos procedimientos para el control de la
comunicación en tiempo real tienen en común que las direcciones de
los interlocutores de comunicación que participan se intercambian a
través del protocolo de control de enlace. Si se utiliza ahora la
conversión de direcciones, entonces las direcciones de los
terminales que participan señalizadas mediante protocolo de control
de enlaces y las direcciones necesarias efectivamente para el
direccionamiento de los datos de canal útil, son diferentes. Esto
significa que la comunicación en tiempo real no funciona cuando se
utiliza la conversión de direcciones.
Puede pensarse en evitar el problema que de ello
resulta utilizando una conversión estática de direcciones en el
elemento de red de control del enlace, por ejemplo conmutador de
soft (softswitch) y en el elemento de control del canal útil, por
ejemplo enrutador NAT/NPAT. Este proceder necesita no obstante de un
coste administrativo muy elevado y por lo tanto no puede utilizarse
de forma práctica. Primeramente ha de asegurarse que las tablas de
conversión de direcciones en el elemento de red de control del
enlace y en el elemento de red de control del canal útil pueden
mantenerse de forma consistente. Segundo, han de adaptarse las
tablas de conversión de direcciones para cada cambio de
configuración, es decir, por ejemplo también incluyendo un único
VoIP Clients.
La publicación previa WO 02/23822 da a conocer un
procedimiento para la conversión de direcciones. Este procedimiento
se caracteriza porque se utiliza un enrutador NAT mejorado, que
dispone de un gestor de direcciones especial. Este gestor de
direcciones determina una regla de conversión y dispone de un enlace
de control para aportar la relación de conversión a una aplicación
que lo solicite. Una desventaja en un enrutador NAT mejorado como
el indicado consiste en que los enrutadores NAT existentes
instalados deben ser sustituidos por tales enrutadores mejorados o
al menos complementados en interfaces para el cálculo y ajuste de la
conversión de direcciones.
Es una tarea de la presente invención indicar un
procedimiento y un elemento que permita la comunicación en tiempo
real utilizando una conversión de direcciones y que funcione con los
conversores de direcciones tradicionales, es decir, para redes IP
con enrutadores NAT/NPAT tradicionales, que no disponen de interfaz
alguna para averiguar y ajustar la conversión de direcciones. Es
además una tarea de la presente invención indicar un procedimiento
y un elemento de red que permita la comunicación en tiempo real en
redes IP utilizando NAT o bien NPAT.
Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento
para la conversión de direcciones según las particularidades de la
reivindicación 1 y mediante un elemento de control para redes de
comunicaciones según las particularidades de la reivindicación
8.
Formas de ejecución preferentes son objeto de las
reivindicaciones dependientes.
Según la presente invención, se prevé un
procedimiento para la conversión de direcciones para un enlace de
datos útiles NV controlado mediante un enlace de señalización SV
entre una primera red de comunicaciones N1, que sólo presenta
direcciones válidas dentro de la primera red N1 y una segunda red de
comunicaciones N2, partiendo una solicitud de enlace de un primer
elemento de red NE1 dispuesto en la primera red N1, al que está
asignada una primera dirección A1, teniendo como objetivo la
solicitud de enlace una comunicación con un segundo elemento de red
NE2 que puede alcanzarse a través de la segunda red N2, al cual está
asignada una segunda dirección A2 y conduciéndose la solicitud de
enlace primeramente a un elemento de control S de la primera red
N1. El procedimiento se caracteriza porque
- -
- el elemento de control S está dispuesto en una transición entre la primera y la segunda red y presenta tanto una tercera dirección A3 de la primera red N1 como también una cuarta dirección A4 de la segunda red N2,
- -
- porque mediante el elemento de control S se envía un mensaje dotado de la primera dirección A1 como dirección de origen y de la cuarta dirección A4 como dirección de destino a un cuarto elemento de red AU que conmuta datos útiles, a través de la primera red N1, y
- -
- porque mediante el elemento de control S este mensaje, tras la conversión de direcciones realizada en el cuarto elemento de red AU, es recibido con la dirección de origen convertida A1' a través de la segunda red N2 y se evalúa la dirección de origen A1' convertida, para de esta manera averiguar una relación de conversión de direcciones A1 <-> A1' entre la primera y la segunda red válida para el enlace de datos útiles NV del primer elemento de red NE1 conducido a través del cuarto elemento de red AU.
Según la presente invención, se prevé además un
elemento de control S para redes de comunicaciones N1, N2 con
elementos para recibir una solicitud de enlace de un primer elemento
de red NE1 dispuesto en una primera red N1, que presenta una
primera dirección A1, teniendo como fin la solicitud de enlace una
comunicación con un segundo elemento de red NE2 que puede
alcanzarse a través de una segunda red N2, que lleva asociada una
segunda dirección A2, presentando la primera red N1 direcciones
válidas sólo dentro de la primera red N1. El elemento de control S
se caracteriza porque está dispuesto en una transición entre la
primera y la segunda red y presenta lo siguiente:
- -
- una tercera dirección A3 de la primera red N1 y una cuarta dirección A4 de la segunda red N2,
- -
- elementos para enviar un mensaje dotado de la primera dirección A1 como dirección de origen y de la cuarta dirección A4 como dirección de destino a un cuarto elemento de red AU que conmuta datos útiles, a través de la primera red N1, y
- -
- elementos para recibir el mensaje a través de la segunda red N2, así como elementos para evaluar una dirección de origen A1' del mensaje convertida, para averiguar una relación de conversión de direcciones A1 <-> A1' entre la primera y la segunda red válida para un enlace de datos útiles NV del primer elemento de red NE1 conducido a través del cuarto elemento de red AU.
Una ventaja importante de la invención reside en
que de manera fiable pueden ajustarse o bien averiguarse las
direcciones de origen y de destino nuevas a utilizar en las
transiciones de red debido a la conversión de
direccio-
nes.
nes.
La invención es especialmente adecuada para redes
IP y su utilización en relación con comunicación en tiempo real en
redes IP con control de enlace y de canal útil separados.
La invención presenta además las siguientes
ventajas:
- -
- No se presupone la existencia de ningún equipo o interfaz especiales. Para averiguar y ajustar la conversión de direcciones pueden utilizarse cualesquiera mensajes o bien paquetes de datos.
- -
- La invención puede utilizarse tanto con conversión de direcciones estática como también conversión de direcciones dinámica o bien con una combinación de ambos métodos.
- -
- La invención puede utilizarse en redes IP actuales que utilizan NAT/NPAT, sin que tengan que introducirse elementos de red adicionales.
- -
- La invención funciona con convertidores de dirección tradicionales, es decir, para redes IP con enrutadores NAT/NPAT tradicionales, que no disponen de ninguna interfaz para la averiguación y ajuste de la conversión de direcciones.
- -
- Cuando se utiliza una conversión de direcciones estática, se reduce drásticamente el coste administrativo, ya que los correspondientes datos sólo tienen que ser gestionados en el elemento de red que conmuta datos útiles, pudiendo averiguarse mediante la invención la configuración estática archivada en el convertidor de direcciones mediante un elemento de control.
A continuación se describirá más en detalle la
invención como ejemplo de ejecución en base a 2 figuras.
La figura 1 muestra un enlace de dos redes
mediante un convertidor de direcciones y un elemento de control.
La figura 2 muestra una típica constelación de
red en un enlace de comunicaciones en tiempo real entre dos
aparatos terminales a través de una red de paquetes con las
correspondientes secuencias para la señalización de
direcciones.
En la figura 1 se representa un primer elemento
de red NE1 y un segundo elemento de red NE2. Estos elementos de red
pueden ser por ejemplo aparatos terminales, Media Gateways,
concentradores de acceso, servidores multimedia o cualesquiera
otros elementos de una red IP. En el caso de aparatos terminales
puede tratarse por ejemplo de un aparato terminal
Voice-over-IP VoIP o de un aparato
terminal para videconferencias basadas en IP.
El primer elemento de red NE1 presenta una
primera dirección de red A1 y el segundo elemento de red NE2
presenta una segunda dirección de red A2. Para el ejemplo de
ejecución preferente las direcciones A1 y A2 son direcciones IP.
Para simplificar la representación, se ha representado para el
elemento de red NE1 y NE2 en cada caso sólo una dirección. No
obstante, es posible y en muchos casos necesario que los elementos
de red NE1 y NE2 presenten varias direcciones. Esto queda asegurado
en redes IP mediante los números de puerto de los protocolos UDP y
TCP. Una dirección TCP/UDP completa está compuesta por lo tanto
siempre por dirección IP y número de puerto.
El primer elemento de red NE1 está unido con una
primera red de comunicaciones N1 (a continuación, abreviadamente:
primera red N1) y con ello es elemento o bien parte integrante de la
primera red N1. Con la primera red N1 está igualmente unido un
elemento de control S, que sirve para el control del enlace y un
convertidor de direcciones AU, cuya función se describirá
posteriormente más en detalle.
El segundo elemento de red NE2 es alcanzable
mediante una segunda red de comunicaciones N2 (a continuación,
abreviadamente: segunda red N2). Si ello se realiza de manera
indirecta, es decir, a través de otras redes no representadas, o
bien directamente acoplado con la segunda red, es de importancia
secundaria para la presente invención. Por ello, se representa el
enlace entre la segunda red N2 y el segundo elemento de red NE2 con
línea de trazo discontinuo, para indicar que este enlace puede
realizarse a través de otras redes intercaladas. Solamente es
importante para la descripción de la presente invención que ambas
redes N1 y N2 sean distintas.
Al respecto, "distintas" significa en este
punto que un elemento de red NE1 no sea alcanzable a partir de la
segunda red N2 directamente, sino sólo a través del convertidor de
direcciones AU y viceversa. Las posibles razones de ello y de
soluciones usuales para redes IP ya se indicaron al principio. Cada
una de ambas redes N1, N2 lleva asignada una zona de direcciones o
campo de direcciones. Las dos zonas de direcciones que resultan se
representan mediante las correspondientes flechas. La separación
entre las dos zonas de direcciones en el límite de ambas redes N1,
N2 se representa mediante una línea discontinua.
Otros componentes de la segunda red N2 o bien
unidos con ésta, son el elemento de control S y el convertidor de
direcciones AU.
El convertidor de direcciones AU sirve, tal como
ya se ha indicado, para la conversión de direcciones entre las dos
redes N1 y N2. A continuación y sin limitación de la generalidad se
supone que la primera red N1 es una red no pública o privada y que
la segunda red N2 es una red pública. El convertidor de direcciones
AU dispone de una serie o bien de un pool de direcciones de la red
pública N2, que pueden ser asignadas a elementos dinámicos o
estáticos de la red no pública N1. A modo de ejemplo se representa
una quinta dirección A1', que está asignada en el convertidor de
direcciones a la primera dirección A1 del primer elemento de red
NE1. Los mensajes procedentes de la red pública en la red no
pública se dirigen entonces a la dirección A1' del convertidor de
direcciones, que por ejemplo en base a una tabla detecta la
asignación A1 <-> A1' y retransmite los mensajes a la primera
dirección A1.
En la figura 1 se representa además con línea
discontinua un enlace de control SV entre el primer elemento de red
NE1 y el elemento de control S, así como entre el elemento de
control S y el segundo elemento de red NE2. Además, se representa
con línea discontinua un enlace de datos útiles NV, existiendo el
enlace de datos útiles entre el primer elemento de red NE1 y el
convertidor de direcciones AU, así como entre el convertidor de
direcciones AU y el segundo elemento de red NE2.
El elemento de control S presenta además una
tercera dirección A3 de la zona de direcciones de la primera red N1
y al menos una cuarta dirección A4 de la zona de direcciones de la
segunda red N2, para poder controlar en relación con la primera red
N1 enlaces que entran o que salen. El elemento de control S incluye
además tablas u otros mecanismos de asignación para averiguar, para
los enlaces que entran en relación con la primera red N1, a partir
de una dirección de destino conforme con el correspondiente
protocolo de conmutación, la dirección de red del elemento de red
direccionado mediante la dirección de destino a partir de la zona de
direcciones de la primera red N1. El elemento de control S incluye
además tablas u otros mecanismos de asignación para, respecto a
enlaces que parten en relación con la primera red N1 o bien enlaces
a conmutar dentro de la red N1, averiguar, a partir de una
dirección de destino conforme con el correspondiente protocolo de
conmutación, la dirección de red del correspondiente elemento de
red en cada caso o bien la dirección de red de un elemento de red
para conmutar y retransmitir, por ejemplo otro elemento de control.
Además, existe una vía de comunicación interna para el elemento de
control S entre una primera interfaz del elemento de control S hacia
la primera red N1 y una segunda interfaz del elemento de control S
hacia la segunda red N2.
Resulta un problema cuando se inicia un enlace
partiendo del primer elemento de red NE1. En el correspondiente
mensaje de señalización, que es intercambiado a través del enlace de
señalización, se inscribe la primera dirección A1 del primer
elemento de red NE1. Al respecto, representa esta primera dirección
A1 la dirección de canal útil, pudiendo ser en el ejemplo de
ejecución preferente una dirección IP con el correspondiente puerto
TCP/UDP. El envío del mensaje de señalización se representa en la
figura 1 con "1". Para la presente invención carece de
importancia si el enlace de señalización hacia el elemento de
control ha de ser primeramente establecido o si el mismo existe
permanentemente.
Si el mensaje de señalización es recibido por el
elemento de control S y es detectado mediante el elemento de
control S un destino fuera de la primera red N1, entonces se
presenta el caso de que una dirección de origen A1 inválida fuera
de la red N1 es el elemento de red NE1 que solicita el enlace. Para
la continuación del establecimiento del enlace, ha de inscribirse,
en lugar de la primera dirección A1, su "dirección
sustitutoria" válida en la segunda red N2, la quinta dirección
A1', en el mensaje de señalización generado por o bien retransmitido
por el elemento de control S. Desde luego, esta relación de
conversión de direcciones A1 <-> A1' no se conoce en el
elemento de control S. Para el caso de conversión dinámica de
direcciones, en la que sólo se asigna la "dirección
sustitutoria" A1', cuando es solicitado un enlace a través del
convertidor de direcciones AU por parte del primer elemento de red
A1, es decir, por ejemplo al establecer el enlace de datos útil NV,
no se conoce aún en absoluto la relación de conversión de
direcciones en el instante en que el elemento de control S ha de
retransmitir el mensaje de señalización, para retransmitir
primeramente el enlace de señalización SV al destino propiamente
dicho.
Este problema se resuelve en el marco de la
invención mediante el proceso designado en la figura 1 con "2".
Para ello envía una primera interfaz del elemento de control S en
la primera red N1, a la que está asignada la tercera dirección A3,
un mensaje a una segunda interfaz del elemento de control en la
segunda red N2 a la que está asignada la cuarta dirección A4. Este
mensaje no contiene no obstante como distintivo de emisión o bien
distintivo de origen la tercera dirección A3, sino la dirección del
elemento de red que solicita el enlace, es decir, aquí la primera
dirección A1. El mensaje puede ser entonces cualquier mensaje
válido. No es necesaria ninguna modificación más del mensaje. El
convertidor de direcciones interpreta el mensaje recibido con
distintivo de origen = A1 y distintivo de destino = A4 como un
mensaje del primer elemento de red NE1 y trata el mismo en función
de los mecanismos conocidos para convertidores de dirección AU. En
la conversión estática de direcciones retransmite el convertidor de
direcciones AU el mensaje a la segunda interfaz del elemento de
control S utilizando la relación de conversión de direcciones A1
<-> A1' sólo conocida en el convertidor de direcciones AU,
mediante retransmisión por parte del convertidor de direcciones AU
del mensaje con distintivo de origen = A1' y distintivo de destino
= A4. Cuando se trata de una conversión dinámica de direcciones,
averigua el convertidor de direcciones AU según procedimientos
bastante conocidos una "dirección sustitutoria" adecuada A1' y
anota esta relación de conversión de direcciones A1 <-> A1',
válida sólo a partir de este instante, en una tabla o en otra
memoria de asignación y retransmite a continuación el mensaje con
distintivo de origen = A1' y distintivo de destino = A4.
A partir del mensaje recibido a través de la
segunda interfaz, puede deducirse en el elemento de control S la
"dirección sustitutoria" asignada a la primera dirección A1 del
primer elemento de red NE1, la quinta dirección A1'. Esta quinta
dirección A1' representa en la segunda red N2 al primer elemento de
red NE1, es decir, lo que se conduzca dentro de la segunda red N2 a
la quinta dirección A1', es recibido por el convertidor de
direcciones AU y convertido a la primera dirección A1 para la
retransmisión al primer elemento de red NE1 en la primera red N1.
En la figura 1 se representa con "3" el proceso con el que el
mensaje de señalización es retransmitido en el sentido hacia
delante, es decir, hacia el destino. En este mensaje de señalización
se inscribe mediante el elemento de control S la "dirección
sustitutoria" A1' válida en la segunda red N2 para el primer
elemento de red NE1, con lo que es posible establecer el enlace de
datos útiles NV punto a punto, es decir, entre el primer elemento
de red NE1 y el segundo elemento de red NE2.
En el sentido inverso, es decir, para mensajes de
control del enlace que recibe el elemento de control S desde la
segunda red N2 con un destino dentro de la primera red N1, no se
modifica la dirección de canal útil recibida de la segunda red N2,
ya que la dirección de canal útil señalizada es una dirección
global, es decir, una dirección de la zona de direcciones para la
segunda red N2.
Con referencia a la figura 2, se describe a
continuación una situación típica de la red, en la que el segundo
elemento de red NE2 es parte de una tercera red de comunicaciones
N3. Al respecto, existe un acoplamiento de las redes N1 y N2, como
se representa en la figura 1, a través de un primer convertidor de
direcciones AU1 y un primer elemento de control S1. Las redes N2 y
N3 están acopladas de manera similar a través de un segundo
convertidor de direcciones AU2 y un segundo elemento de control S2.
Las gamas de direcciones de las redes N1 y N3 no pueden alcanzarse
a partir de la segunda red N2 directamente, sino sólo mediante una
conversión de direcciones en los convertidores de direcciones AU1 y
AU2.
Para la representación de la figura 2 se
utilizaron, para una mejor aclaración del ejemplo de ejecución
preferente, directamente las direcciones IP, en lugar de las
direcciones simbólicas utilizadas hasta ahora A1, A2, A3, A4, A1'.
Esto no significa no obstante que la invención se limite a
direcciones IP. Una utilización de otras formas de dirección o
formatos de dirección puede deducirlas el especialista sin más a
partir de la figura 2 en relación con las explicaciones relativas a
la figura 1.
Para la zona de direcciones de la primera red N1
se eligió a modo de ejemplo el campo de direcciones 10.x.x.x, que
en función de la IETF RFC 1918 utilizada en muchos casos define una
red IP privada de la clase A. Para la zona de direcciones de la
tercera red N3 se eligió a modo de ejemplo el campo de direcciones
IP 172.16.x.x que, en función de la IETF RFC 1918 utilizada en
muchos casos, define una red privada IP de la clase B. Con el
avance de la estandarización mundial, pueden modificarse estos
rangos de direcciones o su clasificación. Solamente es importante
para la explicación del ejemplo de ejecución que las direcciones de
las redes N1 y N3 a partir de la segunda red N2 no sean visibles o
bien que para alcanzar los destinos en las redes N1 y N3 sea
necesaria una conversión de direc-
ciones.
ciones.
Aún cuando para la explicación del ejemplo de
ejecución en relación con la figura 2 se utilizan direcciones IPv4
y la invención es especialmente adecuada para redes IPv4, puesto que
debido a la mencionada disponibilidad limitada a nivel mundial de
direcciones redes privadas IPv4 inequívocas, deben ser formadas
redes privadas que a continuación necesitan para la comunicación
hacia fuera convertidores de dirección, puede aplicarse la
invención también para redes que se basan en IPv6, también cuando
mediante IPv6 no hay necesidad de la conversión de direcciones
debido al limitado campo de direcciones. Tal como se mencionó al
principio, otras consideraciones, por ejemplo intereses de
seguridad, podrían hacer necesaria la delimitación de un campo de
direcciones del campo de direcciones público.
La siguiente tabla reúne las direcciones IP
elegidas para la figura 2 de los distintos componentes. Las
direcciones en caracteres entrecomillados designan aquí
"direcciones sustitutorias", que resultan en la conversión
dinámica de direcciones sólo en el curso del establecimiento del
enlace.
| Componentes | Direcciones en la | Direcciones en | Direcciones en |
| primera red N1 | la segunda red N2 | la tercera red N3 | |
| NE1 | 10.0.1.35 | "213.18.126.13" | - |
| NE2 | - | "213.18.128.35" | 172.16.12.22 |
| S1 | 10.0.2.1 | 213.18.123.1 | - |
| S2 | - | 213.18.125.3 | 172.16.13.1 |
Los elementos de red NE1 y NE2, representados en
la figura 2 a modo de ejemplo como aparatos terminales VoIP
disponen, además de las direcciones IP asignadas, de respectivas
direcciones simbólicas o bien lógicas (no representadas). La
dirección lógica puede estar constituida a modo de un número de
teléfono tradicional. Para establecer un enlace desde el primer
elemento de red NE1 hasta el segundo elemento de red NE2, elige un
usuario entonces este número de teléfono en el primer elemento de
red NE1. Esto lleva a las secuencias descritas a continuación. Para
simplificar la representación en la figura 2 y en la descripción
siguiente, se eligieron para ello las siguientes abreviaturas:
- D = Destination Address, para: dirección de destino
- S = Source Address, para: dirección de origen o bien de emisión
Se envía una solicitud de enlace desde el primer
elemento de red NE1 al primer elemento de control S1 con la
dirección lógica del segundo elemento de red NE2. El tratamiento de
la solicitud de enlace en el primer elemento de control S1 es muy
conocido en cuanto a su técnica y no se describirá aquí más en
detalle. En base a la dirección lógica del segundo elemento de red
NE2 se averigua que puede llegarse al segundo elemento de red NE2 a
través de la segunda red N2. Para poder retransmitir la solicitud de
enlace al segundo elemento de control S2 competente, se averigua
mediante el proceso 10, compuesto por los pasos 11, 12, 13 la
dirección que representa el primer elemento de red NE1 de la
segunda red N2.
En la etapa 11 envía el primer elemento de
control S1 un mensaje denominado aquí "SetupNAT
(Call-Id)" al primer convertidor de direcciones
AU1, que es preferentemente un enrutador NAT. Este mensaje se
caracteriza con D = 213.18.123.1, S = 10.0.1.35, es decir, la
dirección de emisión del primer elemento de red NE1.
En la etapa 12 genera el primer convertidor de
direcciones AU1 la relación de conversión de direcciones 10.0.1.35
<-> 213.18.126.13, es decir, la dirección global 213.18.126.13
representa así al primer elemento de red NE1. Esta relación se anota
en la tabla correspondiente del primer convertidor de direcciones
AU1, en el que también están memorizadas otras relaciones de
conversión de direcciones. Como alternativa a ello, queda fija en el
caso de la conversión estática de direcciones la relación de
conversión de direcciones 10.0.1.35 <-> 213.18.126.13 ya de
antema-
no.
no.
En la etapa 13 retransmite el primer convertidor
de direcciones AU1 el mensaje "SetupNAT
(Call-Id)" a D = 213.18.123.1 y coloca como
dirección de emisión la "dirección sustitutoria" S =
213.18.126.13. En base a una llamada Call-Id o bien
distintivo de enlace contenido en el mensaje "SetupNAT
(Call-Id)", se asigna la "dirección
sustitutoria" recibida al primer enlace solicitado a través del
primer elemento de red NE1.
Mediante el enlace de señalización – no
representado-, se retransmite la solicitud de enlace en base a la
dirección lógica del segundo elemento de red NE2 a través de otros
elementos, representado a modo de ejemplo mediante un elemento con
la dirección 213.18.124.2, al segundo elemento de control S2 y desde
allí al segundo elemento de red NE2.
La solicitud de enlace se confirma por la vía de
señalización inversa. Para ello envía el segundo elemento de red un
mensaje de confirmación al segundo elemento de control S2. Par poder
retransmitir la confirmación al primer elemento de control S1
competente, se averigua mediante el proceso 20, compuesto por las
etapas 21, 22, 23, la dirección que representa al segundo elemento
de red de la segunda red N2. Simultáneamente se anota la
"dirección sustitutoria" 213.18.126.13 contenida en la
solicitud de enlace del primer elemento de red NE1 para el enlace
de datos útiles a establecer. Puesto que la "dirección
sustitutoria" 213.18.126.13 es una dirección global, puede tener
lugar ya en este punto una comunicación de datos desde el segundo
elemento de red NE2 hacia el primer elemento de red NE1, pero aún
no a la inversa.
Como alternativa a la posibilidad abajo descrita
de dar a conocer la "dirección sustitutoria" del segundo
elemento de red NE2 en el primer elemento de red NE1, existe otra
posibilidad de enviar un mensaje útil cualquiera del segundo
elemento de red NE2 al primer elemento de red NE1, con lo que se da
a conocer la "dirección sustitutoria" del segundo elemento de
red NE2 automáticamente, ya que el mensaje es conducido forzosamente
a través del segundo convertidor de direcciones y con ello se
determina o bien averigua la conversión de direcciones.
En la etapa 21 envía el segundo elemento de
control S2 un mensaje denominado aquí "SetupNAT
(Call-Id)" al segundo convertidor de direcciones
AU2, que es preferentemente un enrutador NAT. Este mensaje se
caracteriza con D = 213.18.125.3, S = 172.16.12.22, es decir, la
dirección de emisión del segundo elemento de red NE2.
En la etapa 22 genera el segundo convertidor de
direcciones AU2 la relación de conversión de direcciones
172.16.12.22 <-> 213.18.128.35, es decir la dirección global 213.18.128.35 representa así al segundo elemento de red NE2. Esta relación se anota en la correspondiente tabla del segundo convertidor de direcciones AU2, en la que también están memorizadas otras relaciones de conversión de direcciones. Como alternativa a ello, queda ya fija de antemano en el caso de la conversión estática de direcciones la relación de conversión de direcciones 172.16.12.22 <-> 213.18.128.35.
172.16.12.22 <-> 213.18.128.35, es decir la dirección global 213.18.128.35 representa así al segundo elemento de red NE2. Esta relación se anota en la correspondiente tabla del segundo convertidor de direcciones AU2, en la que también están memorizadas otras relaciones de conversión de direcciones. Como alternativa a ello, queda ya fija de antemano en el caso de la conversión estática de direcciones la relación de conversión de direcciones 172.16.12.22 <-> 213.18.128.35.
En la etapa 23 retransmite el segundo convertidor
de direcciones AU2 el mensaje "SetupNAT
(Call-Id)" a D = 213.18.125.3 y coloca como
dirección de emisión la "dirección sustitutoria" S =
213.18.128.35. En base a una Call-Id o bien
distintivo de enlace contenido en el mensaje "SetupNAT
(Call-Id)", se asigna la "dirección
sustitutoria" recibida al enlace confirmado a través del segundo
elemento de red NE2.
Mediante el enlace de señalización – no
representado-, se retransmite la confirmación de enlace en base a
la dirección lógica del primer elemento de red NE1 al primer
elemento de control S1 y desde allí al primer elemento de red
NE1.
La "dirección sustitutoria" contenida en la
confirmación del enlace 213.18.128.35 del segundo elemento de red
NE2 para el enlace de datos útiles a establecer, se anota en el
primer elemento de red NE1. Puesto que la "dirección
sustitutoria" 213.18.128.35 es igualmente una dirección global,
puede tener lugar sin más una comunicación bidireccional de datos
entre el primer elemento de red NE1 y el segundo elemento de red
NE2. Las distintas etapas intermedias para las necesarias
conversiones de direcciones se representan en la figura 2 mediante
flechas en el sentido del flujo de mensajes que contienen las
correspondientes direcciones.
Aún cuando la invención es especialmente buena
para redes IP y su utilización en relación con la comunicación en
tiempo real en redes IP, la invención no queda limitada a este caso
de aplicación. Cada red orientada a paquetes que trabaja con
conversión de direcciones puede mejorar mediante la presente
invención.
Tal como ya se ha mencionado en relación con la
figura 1, los elementos de red NE1, NE2 pueden ser aparatos
terminales, Media Gateways, concentradores de acceso, servidores
multimedia o cualesquiera otros elementos de red de una red IP. En
el caso de aparatos terminales puede tratarse por ejemplo de un
aparato terminal Voice-over-IP VoIP
o bien de un aparato terminal para videoconferencias basadas en
IP.
Para el ejemplo de ejecución de la figura 2 no se
consideraron los números de puerto UDP/TCP para obtener una
representación lo más sencilla posible. No obstante se entiende que
estos números de puerto son parte integrante de las direcciones,
siempre que se empleen UDP o TCP. Además, puede verse que en lugar
de un convertidor de direcciones, de las relaciones del tipo IP
<-> IP', puede emplearse también un convertidor de direcciones
IP:Port >-> IP':Port', usual en muchos casos, presentando el
convertidor de direcciones para la red global sólo pocas o también
sólo una única dirección IP'.
Como protocolo para el control del enlace puede
utilizarse por ejemplo Session Initiation Protocol SIP, Bearer
Independent Call Control BICC, ITU-T H.323,
ITU-T H.248 o Media Gateway Control Protocol
MGCP.
Claims (10)
1. Procedimiento para la conversión de
direcciones para un enlace de datos útiles (NV) controlado mediante
un enlace de señalización (SV)
- -
- entre una primera red de comunicaciones (N1), que sólo presenta direcciones válidas dentro de la primera red (N1) y una segunda red de comunicaciones (N2),
- -
- partiendo una solicitud de enlace de un primer elemento de red (NE1) dispuesto en la primera red (N1), al que está asignada una primera dirección (A1), teniendo como objetivo la solicitud de enlace una comunicación con un segundo elemento de red (NE2) que puede alcanzarse a través de la segunda red (N2), al cual está asignada una segunda dirección (A2) y conduciéndose la solicitud de enlace primeramente a un elemento de control (S) de la primera red (N1),
caracterizado
- -
- porque el elemento de control (S) está dispuesto en una transición entre la primera y la segunda red y presenta tanto una tercera dirección (A3) de la primera red (N1) como también una cuarta dirección (A4) de la segunda red (N2),
- -
- porque mediante el elemento de control (S) se envía un mensaje dotado de la primera dirección (A1) como dirección de origen y la cuarta dirección (A4) como dirección de destino a un cuarto elemento de red (AU) que conmuta datos útiles, a través de la primera red (N1), y
- -
- porque mediante el elemento de control (S) este mensaje, tras la conversión de direcciones realizada en el cuarto elemento de red (AU), es recibido con la dirección de origen convertida (A1') a través de la segunda red (N2) y se evalúa la dirección de origen (A1') convertida, para de esta manera averiguar una relación de conversión de direcciones A1 <-> A1' entre la primera y la segunda red válida para el enlace de datos útiles (NV) del primer elemento de red (NE1) conducido a través del cuarto elemento de red (AU).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la dirección de
origen convertida (A1') que representa el primer elemento de red
(NE1) en la segunda red de comunicaciones (N2) se utiliza según la
relación de conversión de direcciones averiguada en lugar de la
primera dirección (A1) como dirección de origen para la solicitud de
enlace retransmitida a través del elemento de control (S).
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque la relación de
conversión de direcciones en el cuarto elemento de red (AU) está
determinada estáticamente y se ajusta administrativamente o
automáticamente en base a criterios predeterminados.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque la relación de
conversión de direcciones en el cuarto elemento de red (AU) es
dinámica y se inicializa mediante el mensaje enviado por el elemento
de control (S).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la primera y la
segunda red de comunicaciones son redes de paquetes.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque
- -
- la primera y la segunda red son redes de paquetes en las que se utiliza el protocolo de Internet IP,
- -
- se forman las citadas direcciones a partir de direcciones IP y números de puerto del User Datagram Protocol UDP o del Transmission Control Protocol TCP, y
- -
- el cuarto elemento de red es un enrutador Network Address Translation NAT o Network Port Address Translation NPAT.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque para el enlace de
señalización (SV) se utiliza uno de los siguientes protocolos:
Session Initiation Protocol SIP, Bearer Independent Call Control
BICC, ITU-T H.323, ITU-T H.248 o
bien Media Gateway Control Protocol MGCP.
8. Elemento de control (S) para redes de
comunicaciones (N1, N2) con elementos para recibir una solicitud de
enlace de un primer elemento de red (NE1) dispuesto en una primera
red (N1), que presenta una primera dirección (A1), teniendo como
objetivo la solicitud de enlace una comunicación con un segundo
elemento de red (NE2) que puede alcanzarse a través de la segunda
red (N2), al cual está asignada una segunda dirección (A2),
presentando la primera red (N1) direcciones válidas sólo dentro de
la primera red (N1),
caracterizado porque
el elemento de control (S) está dispuesto en una
transición entre la primera y la segunda red y dispone de lo
siguiente
- -
- una tercera dirección (A3) de la primera red (N1) y una cuarta dirección (A4) de la segunda red (N2),
- -
- elementos para enviar un mensaje dotado de la primera dirección (A1) como dirección de origen y la cuarta dirección (A4) como dirección de destino a un cuarto elemento de red (AU) que conmuta datos útiles, a través de la primera red (N1), y
- -
- elementos para recibir el mensaje a través de la segunda red (N2), así como elementos para evaluar una dirección de origen convertida (A1') del mensaje para averiguar una relación de conversión de direcciones A1 <-> A1' entre la primera y la segunda red válida para un enlace de datos útiles (NV) del primer elemento de red (NE1) conducido a través del cuarto elemento de red (AU).
9. Elemento de control (S) según la
reivindicación 8, que además dispone de elementos para retransmitir
la solicitud de enlace con la dirección de origen convertida (A1')
que representa el primer elemento de red (NE1) en la segunda red de
comunicaciones (N2) según la relación de conversión de direcciones
calculada, en lugar de la primera dirección (A1) como dirección de
origen.
10. Elemento de control (S) según una de las
reivindicaciones 8 ó 9,
caracterizado porque el elemento de
control (S) controla el establecimiento del enlace según uno de los
siguientes protocolos: Session Initiation Protocol SIP, Bearer
Independent Call Control BICC, ITU-T H.323,
ITU-T H.248 o bien Media Gateway Control Protocol
MGCP.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP02015865 | 2002-07-16 | ||
| EP02015865A EP1383294A1 (de) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Verfahren zur Adressumsetzung in Paketnetzen und Steuerelement für Kommunikationsnetzwerke |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2252695T3 true ES2252695T3 (es) | 2006-05-16 |
Family
ID=29762632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03763634T Expired - Lifetime ES2252695T3 (es) | 2002-07-16 | 2003-06-11 | Procedimiento para la conversion de direcciones en redes de paquetes y elemento de control para redes de comunicacion. |
Country Status (7)
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| DE (1) | DE50302016D1 (es) |
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2002
- 2002-07-16 EP EP02015865A patent/EP1383294A1/de not_active Withdrawn
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2003
- 2003-06-11 ES ES03763634T patent/ES2252695T3/es not_active Expired - Lifetime
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